《算术运算》PPT课件.ppt
1,第六章 算术运算,6.1 十进制数加减运算,在计算机中采用BCD码来表示十进制数。BCD码就是使用四位二进制数表示一位十进制数。,组合型（压缩型、装配型、PACKED）非组合型（非压缩型、拆散型、UNPACKED）,在8086/8088系统中，将BCD码分为两种格式：,组合型：一个字节表示两个BCD码，即两位十进制数。,例如：0010 0011 表示十进制数的23,2,在计算机中直接实现十进制数的运算有两种方法:,2.直接进行十进制数运算：使用计算机中的BCD码指令进行运算。,1.数制转换:先把十进制数转换为二进制数,然后用计算机中的二进制运算指令进行运算。最后将结果由二进制数转换为十进制数。,非组合型：一个字节的低四位表示一个BCD码，而高四位对所表示的十进制数没有影响。常为0000B或0011B。,例如：0000 1001与0011 1001都是十进制数9的非组合型的BCD码,3,（1）指令系统提供专门进行BCD码运算的加、减、乘、除运算指令。,在计算机内部实现BCD码运算的方法有两种：,（2）用二进制数的加、减、乘、除运算指令对BCD码运算，使用BCD码校正指令对结果校正。在8086/8088系统中就是使用这种方法。,4,8086/8088系统共有六条BCD码校正指令。首先介绍加减运算的校正指令。,1、非组合型加法校正指令AAA,在AAA指令执行前，必须是使用ADD或ADC指令完成了加法，且结果是在AL中。AAA指令对AL中内容进行校正。,当AL中的低4位9或者AF=1,则AL=（AL）+6，AH=（AH）+1，AL中高4位清0，AF和CF置1。,校正过程为：,一、BCD码校正指令,AAA指令实现对一位十进制数进行校正。,5,例如：从键盘输入两个一位数的十进制数，然后相加，结果放在AH和AL中。,MOV AH,1 INT 21H MOV BL,AL;BL中为输入的一位十进制数的ASCII码，低4位为该数的BCD码MOV AH,1 INT 21H;AL中为输入的另一位十进制数的ASCII码MOV AH,0 ADD AL,BL AAA,6,2、组合型加法校正指令DAA,在执行DAA指令前，必须是用ADD或ADC完成了加法操作，且加的结果放在AL中。,若AL中低4位9或AF=1，则 AL9或CF=1，则AL=(AL)+60H,CF=1,其校正过程为：,DAA指令实现对二位十进制数进行校正。,7,例：实现两个4位十进制数的加法4678+2556,NUM1 DB 78H,46HNUM2 DB 56H,25HSUM DB?,?.MOV AL,NUM1 ADD AL,NUM2;低字节BCD码相加 DAA;结果低字节校正 MOV SUM,AL MOV AL,NUM1+1 ADC AL,NUM2+1;高字节BCD码相加 DAA;结果高字节校正 MOV SUM+1,AL,8,3、非组合型减法校正指令AAS,执行AAS指令前，必须是用SUB或SBB完成了减法操作，且结果放在AL中。,若AL中低4位9或AF=1，则AL=(AL)-6,AH=(AH)-1,同时将AL中高4位清零，CF和AF置1。,其校正过程为：,4、组合型减法校正指令DAS,执行DAS指令前，必须是用SUB或SBB完成了减法操作，且结果放在AL中。其校正过程为：,*若AL中低4位9或AF=1，则AL 9或CF=1，则AL=(AL)-60H,CF置1。,9,二、十进制数运算程序设计举例,设数据段有两个4位十进制数（非组合型BCD码）A1和A2。分别放在以DA1和DA2为首址的存储单元中（低字节放低位，高字节放高位）。,例1 试编制一程序，实现非组合型BCD码减法并显示结果。,结果存放在以DA3为首址的存储单元中。为了显示方便，结果采用低字节放高位，高字节放低位。,为了表示A1和A2的相对大小，若A1 A2，则结果前加+号，否则加-号。,结果的显示使用9号DOS功能调用。,10,DATA SEGMENTDA1 DB 1,2,3,4DA2 DB 0,1,2,3DA3 DB 5 DUP(0),$DATA ENDSSTACK1 SEGMENT PARA STACK DW 20H DUP(0)STACK1 ENDS,源程序的数据段和堆栈安排如下：,11,MOV SI,0LEA DI,DA3+4MOV CX,4,CLC,MOV AL,DA1SISBB AL,DA2SIAAS,LAHF,AND AL,0FHOR AL,30H,MOV DI,AL,SAHF,INC SIDEC DI,LOOP LOP,MOV AL,+,JNC NEXT,MOV AL,-,MOV DI,AL,MOV DX,OFFSET DA3MOV AH,09HINT 21H,12,CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK1START:MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV SI,0 LEA DI,DA3+4；存结果单元末址送DI MOV CX,4；十进制位数送CX CLCLOP:MOV AL,DA1SI SBB AL,DA2SI；两数相减 AAS；校正 LAHF；暂存向高位的借位 AND AL,0FH；转换成ASCII码 OR AL,30H MOV DI,AL；存结果 SAHF；恢复向高位的借位 INC SI,13,DEC DI LOOP LOP MOV AL,+JNC NEXT MOV AL,-；有向更高位的借位，存-号NEXT:MOV DI,AL MOV DX,OFFSET DA3 MOV AH,9；9号功能调用显示结果 INT 21H MOV AH,4CH INT 21HCODE ENDS END START,14,6.2 乘除法运算,一.乘除法指令,指令格式：MUL OPRD其中：OPRD提供乘法运算的一个操作数，它只能是寄存器或存储器操作数。另一操作数隐含使用AL或AX寄存器。运算结果存放在AX（字节运算）或DX：AX（字乘法）中。,字节运算：AX=(AL)(OPRD)字运算：DX:AX=(AX)(OPRD),1、无符号数乘法指令MUL,15,MUL只影响CF和OF标志。若结果的AH（字节运算）或DX（字运算）为全0，CF=0、OF=0，否则 CF=1、OF=1。,2、带符号数乘法指令IMUL,指令格式：IMUL OPRD该指令的功能除了操作数是带符号外，其余与MUL指令相同。,对标志位的影响：若乘积的高半部AH（字节乘法）或DX（字乘法）是低半部的符号扩展(不是有效数值），则CF=0、OF=0。否则CF=1、OF=1。,16,例如，对字节乘法有：若乘积的(AH)=11111111，且AL最高为1，则表示符号扩展,则CF=0、OF=0；若乘积的(AH)=00000000，且AL最高为0，则表示符号扩展,则CF=0、OF=0；若乘积的(AH)=11111110，不是符号扩展,则CF=1、OF=1；若乘积的(AH)=00000010，不是符号扩展,则CF=1、OF=1。,17,3、无符号数除法指令DIV,其中OPRD是除法运算中的除数，它可以是字节(字节除法）或字（字除法）操作数,只能是寄存器或存储器操作数。被除数和结果隐含使用以下的寄存器：,字节除法：AL=(AX)/(OPRD)，AH=余数字除法：AX=(DX:AX)/(OPRD),DX=余数,对标志影响：该指令对标志各位无有效标志影响。,指令格式：DIV OPRD,（OPRD）=0商0FFH(字节运算）或商0FFFFH（字运算）,下面两种情况将产生0型中断，转入除法出错处理：,18,4、带符号数除法指令IDIV,除操作数是带符号数外，该指令的功能与DIV指令相同。,当结果商的值超过-127+127（字节运算）或-32767+32767（字运算）范围时，将产生0型中断。,5、字节/字扩展指令CBW/CWD,这两条指令主要用于除法指令前，形成双倍长度的被除数。它们都是无操作数指令，隐含使用AX或DX。,CBW：扩展AL中符号位到AH中CWD：扩展AX中符号位到DX中,两条指令对标志都无影响。,指令功能：,19,由于没有乘方指令，因此需要将乘方转换为乘法运算。即：,二、乘除运算程序设计举例,例1 设数据段有X、Y两变量（无符号数），且XY不超过一个字的表示范围（65535），试编制一计算XY的程序。,20,DATA SEGMENTVARX DW 5VARY DW 6POWER DW?DATA ENDSSTACK1 SEGMENT PARA STACK DW 20H DUP(0)STACK1 ENDS,源程序的数据段和堆栈安排如下：,21,初始化：AX=VARX CX=VARY,CX=(CX)-1,AX=(AX)*X,DX=0,结 束,Y,N,开始,N,存结果：POWER=(AX),Y,MOV AX,VARXMOV CX,VARY,EXIT1,LOP,JCXZ EXIT2,(CX)=0？,(CX)=0？,CX=(CX)-1,(CX)=0？,存结果：POWER=1,EXIT2,Y,N,DEC CX,LOOP LOP,JE EXIT1,MOV DX,0,MUL VARX,MOV POWER,AX,MOV POWER,1,22,CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK1MATH:MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV AX,VARX MOV CX,VARY JCXZ EXIT2 DEC CX JE EXIT1 MOV DX,0;乘积的高位清0LOP:MUL VARX LOOP LOPEXIT1:MOV POWER,AX;存结果 JMP RESULTEXIT2:MOV POWER,1;X0=1RESULT:MOV AH,4CH INT 21HCODE ENDS END MATH,23,6.4 多精度数运算,8086/8088微处理器的每条指令只能处理8位或16位二进制数，其表示的数值范围有限，有时不能满足需要。为了提高运算精度，常用多字节或多字来表示一个完整的数据。,例1 试编写对一个多精度数求补的子程序。,设多精度数的首址放在SI中（低字节放低地址，高字节放高地址），多精度数的字节数在CL中。程序中，求补采用的是“变反加1”的方法。,24,COMP PROC MOV CS:RESV,SI;暂存多精度数首址 XOR CH,CH MOV AL,CL;暂存多精度字节数LOP1:NOT BYTE PTR SI;变反 INC SI LOOP LOP1 MOV SI,CS:RESV;恢复多精度数首址 MOV CL,AL;恢复字节数 STC；置CF为1LOP2:ADC BYTE PTR SI,0;完成最低位加1 INC SI LOOP LOP2 RETRESV DW 0COMP ENDP,25,例2 编制一个多精度数的循环左移子程序。,为了将最后一个单元（N单元）的最高位移入第一个单元（1单元）的最低位，先测试N单元的最高位，将测试的结果记录在CF中，在1单元做循环左移时，将其移入最低位。,设多精度数的首址在SI中，字节数在CL中。,26,ROTATE PROC XOR CH,CH MOV BX,CX TEST BYTE PTR BX-1SI,80H;测试最后单元的最高位，并清CF JNS LOP;最高位=0,保持CF=0 STC;最高位=1,CF=1LOP:RCL BYTE PTR SI,1;循环左移一位 INC SI LOOP LOP RETROTATE ENDP,27,设被乘数两个字用a、b表示，乘数两个字用c、d表示。乘积则为64位（4个字长）。由于乘法指令只能完成单字乘法，对于双字乘法的处理过程如下图所示。,a,b,c,d,设乘数和乘积存放为:低字存于高地址单元,高字存于低地址单元。,例3 用乘法指令实现32位（双字长）二进制数的乘法,28,a,b,c,d,R0,R1,R2,R3,b*d,a*d,b*c,a*c,乘积高字 乘积低字,PRODU PRODU+4,PRODU+6,PRODU+2,TITLE 32-BIT MULTIPLICATIONDATA SEGMENTNUM1 DW 1220H,48A2HNUM2 DW 2398H,0AE41HPRODU DW 4 DUP(0)DATA ENDSSTACK1 SEGMENT PARA STACK DW 20H DUP(0)STACK1 ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK1START:MOV AX,DATA MOV DS,AX XOR DX,DX MOV AX,NUM2+2 MUL NUM1+2;完成b*d MOV PRODU+6,AX;存R0 MOV PRODU+4,DX;暂存R1的部分,29,MOV AX,NUM2+2 MUL NUM1;完成a*d ADD PRODU+4,AX；ADC PRODU+2,DX ADC PRODU,0;将进位送PRODU中 MOV AX,NUM2 MUL NUM1+2;完成b*c ADD PRODU+4,AX；完成R1存放 ADC PRODU+2,DX ADC PRODU,0 MOV AX,NUM2 MUL NUM1;完成a*c ADD PRODU+2,AX；完成R2存放 ADC PRODU,DX；完成R3存放 MOV AH,4CH INT 21HCODE ENDS END START,a,b,c,d,R0,R1,R2,R3,b*d,a*d,b*c,a*c,乘积高字 乘积低字,PRODU PRODU+4,PRODU+6,PRODU+2,30,
